Введение

Данную шпаргалку я сделал для себя, когда начал въезжать в фотограмметрию. Естественно, я сразу столкнулся с некоторыми типичными ошибками, которые мешали мне сделать самое простое сканирование, поэтому я пошел искать рекомендации по съемке. В процессе поиска и агрегации получился компактный список рекомендаций, подсказывающий именно как снимать. Полагаю, что для эффективного использования, необходимо прочитать, выждать время, еще раз прочитать, и затем уже идти в бой с фоторужьём.

1. Выбор объектива для камеры

Для большинства работ объектив с изменяемым зумом будет достаточно, причем, диапазон зума рекомендуется отрезок от 20 до 80 мм, в другом источнике указывается от 28 до 100. Если нужна высокая точность, то необходимо использовать объектив с фиксированным фокусным расстоянием.

Отмечается, что наилучшие результаты могут быть получены с, видимо, фиксированным объективом в 50 мм.  В другом источнике отмечается, что такая конфигурация отлично подойдет для фотографирования человека. Однако, вместо 50 мм можно взять 80мм – это позволит минимизировать количество искажений, а также позволит вам снимать с удобного расстояния. В еще одном источнике указывается, что 50 мм хорошо использовать для съемки объектов, но не для интерьера и строений. Для последних лучше подойдет 25 мм.

Кроме того, в нескольких источников утверждается, что если во время съемки используется объектив с зумом, то положение зума нужно зафиксировать в одно из крайних.

2. Настройка камеры

Рекомендовано использовать максимально возможное разрешение при съемке.  Также нужно использовать ручной режим или aperture priority, иначе изменение экспозиции в фотографиях может осложнить работу программе. Кроме того, рекомендуется отключить in-camera stabilization.

В случае съемки с рук, необходимо избегать вероятного размытия фотографий. Для этого необходимо установить быструю выдержку около 1/200. Можно длиннее, если позволяют условия в виде достаточного света и умения стабильно держать камеру, но нижняя грань – 1/60. Если необходима более длинная выдержка, то нужно использовать штатив. Использование штатива значительно замедляет процесс и может наложить ограничения на позиционирование камеры, зато позволяет снимать при значительной нехватке света.

Необходимо добиваться таких условий и настроек экспозиции, чтобы производить съемку при как можно меньшим значением ISO, сохраняя при этом корректную экспозицию объекта съемки. Высокое значение ISO порождает артефакты на фотографиях, которые мешают работе программ. Необходимо помнить, что разные камеры имеют разную степень «прощения»: камеры с большим сенсором более терпимы к высокому ISO, чем с меньшим. Камеры Full-frame также позволяют работать с высокими значениями ISO.

Рекомендуется также использовать меньшую диафрагму для достижения максимальной глубины резкости.

В одном из источников, в качестве старта рекомендуют следующие настройки: f/8, ISO 400, выдержка 1/30. В случае нехватки света, можно увеличить ISO до 800 или выдержку до 1/15 при использовании штатива.

3. Условия съёмки и характеристики объекта

Свет, позиция объекта или взаимная позиции нескольких объектов не должны изменяться во время процесса съемки, т.к. это может привести к разным положениям теней. Исключение составляет метод поворотной съемки, при которой маленький объект вращается, снимаясь на неподвижную камеру, на белом монотонном фоне. Нельзя использовать встроенную вспышку, т.к. она дает неравномерный свет и блики. Следует избегать съемки плоских, не текстурированных, отражающих и прозрачных объектов, таких как прозрачное стекло, одноцветный пластик, стены, чистый лист бумаги, зеркала, лист дерева. Легко поддаются реконструкции объемные грубые, многоцветные и органичные поверхности, которые не имеют множество мелких деталей.

Прозрачные объекты можно покрасить матовой краской. Можно добавить свои детали, например, разукрасив предмет или наклеить стикеры.

Съемку на улице лучше производить в облачную погоду, т.к. солнце отражается на, например, металлических поверхностях, давая блики. Кроме того, в случае съемок большего объекта в солнечную погоду, его тень будет изменять положение, однако, если объект не дает бликов, то съемку можно произвести около полудни. HDR может помочь со съемкой при солнечной погоди, при условии, что камера не двигалась в процессе съемки.

При съемке необходимо настроить хороший свет, который является равномерным и не дает бликов. Тени мешают процессу восстановления, даже могут привести к дырам.

Для фотографирования мелких деталей используйте макрообъектив со штативом. При сканировании человека, необходимо, чтобы он был абсолютно статичен во время съемки.

4. Свойства фотографий

Не допускается использовать модификации и «artistic shots», предварительно изменять размер или геометрию кадра. Фотография не должна быть размытой, как, например, при съемке движущейся камерой (или объектов) или съемке с рук при длинной выдержке. Предпочтительно использовать RAW данные или сконвертированные без потерь в формат TIFF. JPEG допускается с низкой степенью сжатия.

5. Построение кадра

Необходимо убедиться, что весь объект или большая его часть находится в кадре по центру. В некоторых случаях оптимальна портретная ориентация кадра. Аккуратно настройте фокус на объект. Необходимо, также, избегать окклюзий(перекрытий) – случай, когда части объекта оказываются на разных планах, причем одна часть перекрывает другую. Нежелательны лишние объекты на переднем плане. Также, при возможности, старайтесь показать объем на снимках, не снимайте единичные плоскости. Выбирайте подходящее расстояние.

6. Композиция кадров

Убедитесь, что фотографии полностью покрывают все области объекта. Очень желательно, чтобы все фотографии имели одинаковый цветовой баланс и яркость. Всегда снимайте больше, чем считаете нужно – лучше потом отобрать фотографии, чем устраивать новую фотосессию. Допускается съемка объекта по частям, при этом перекрытие должно составлять 70-80 процентов.

Старайтесь снимать объект с разных углов и разного расстояния. Рекомендуемый минимум – три стороны, с которых видно было бы объект.

Один из методов съемки малых и средних объектов – купольный – предполагает съемку сначала горизонтально вокруг объекта, потом ещё один круг, но чуть выше и т.д.

Для выполнения измерений
на модели необходимо перед съемкой расположить на поверхности объекта по
крайней мере два маркера между которыми будет известно расстояние. В случае
аэросъемки: для наиболее точной географической привязки модели, необходимо
равномерно распределить опорные точки (GCPs) (не менее 10) на объекте съемки.

Картинка-подсказка

Источники

UPD: Уважаемый @da-nie поделился другим похожим материалом.

Комментарии (22)


  1. schetilin
    19.03.2022 20:32

    Блин, я понимаю — выбор зумма, диафрагма — это для проф. фотоаппаратов. А как правильно снять на смартфон? В проф режиме я могу зафиксить выдержку и резкость (дальность до объекта). 13 мп будет достаточно для скана объекта рамером 0,5м?


    1. aarmaageedoon Автор
      19.03.2022 21:34

      Так для смартфона все тоже самое. То, что вы называете резкостью, скорее всего, и есть диафрагма. Соответственно, фиксируете их с таким значением, чтобы мыла не было и вперед. На счет того, будет ли достаточно 13 МП сказать не могу, нужно пробовать. Однако, стоит сказать, что серфисы фотограметрии с фотографиями со смартфона появились лет 8-10 назад, так что думаю будет достаточно.


      1. vmir88
        20.03.2022 10:06

        Резкость в камере смартфона это фокусное расстояние объектива.


        1. engine9
          20.03.2022 10:19

          Нет, фокусное расстояние это физическое значение. У смартфонов сейчас бывают объективы с отличающимся друг от друга фокусным.


    1. engine9
      19.03.2022 22:06

      По моему опыту важнее резкость кадра (хорошо передаваемые детали предмета), нежели разрешение.
      Для съёмки (оптимальной под фотосканирование) идеальное освещение будет в пасмурный день с равномерно серым небом. Зафиксируйте баланс белого и фокусное, снимайте без "зума". Не скупитесь на количество кадров, снимайте с запасом, с хорошим перекрытием, разные ракурсы с земли и сверху. Они обязательно пригодятся.


      1. Pab10
        19.03.2022 23:41

        По моему опыту важнее резкость кадра (хорошо передаваемые детали предмета), нежели разрешение.

        Резкости без разрешения не бывает. 50 мегапикселей позволят сохранить гораздо больше деталей, чем 10. Другое дело позволит ли оптика отобразить картинку на матрицу настолько четко. Этим дорогущие объективы отличаются от своих любительских аналогов.


        1. Spaceoddity
          20.03.2022 03:01
          +1

          Ни одна оптика не даст разрешения для 50Мпикс на ФФ и ниже.


        1. Dr_Faksov
          21.03.2022 03:14

          "Резкости без разрешения не бывает"

          До определённого предела. Если кто не помнит, FullHD - это всего 2 Mп. Это картинка на большинстве мониторов в мире. И телевизоров, до кучи.

          А еще зависит от размера матрицы. Резкость на матрице 1х1 мм и на 50х50 мм будет КАРДИНАЛЬНО различаться, при ОДИНАКОВОМ разрешении матриц. Вполне справедливо сказать что резкость в первую очередь зависит от объектива и от размера матрицы, но не от разрешения..

          " Этим дорогущие объективы отличаются от своих любительских аналогов. "

          Этим объективы с линзами большого диаметра отличаются от своих микроскопических аналогов. Безотносительно к тому как они самоидентифицируются. Разрешение линзы напрямую зависит от её диаметра. Физику не обманешь.

          Как по мне 5 Мп матрица 45х60мм с каким нибудь вменяемыми линзами от 5 см в диаметре, оставит далеко позади 50 Мп матрицу размером 1х1,5 мм со сверхсупернавороченным обьективом диаметром 1 мм.


  1. Ktulhy
    20.03.2022 00:52

    Спасибо за материал!

    Лучше получалось с видео — если выставить 4k, то получается вполне себе комфортное разрешение, несколько сотен изображений, и времени тратится сильно меньше (на съёмку); если нужны какие-то мелкие детали — то всегда можно подойти и снять поближе (либо сделать дополнительно несколько фотографий)


  1. Sdima1357
    20.03.2022 00:55
    +2

    Поскольку я писал свою версию SLAM-a и знаю о сопуствующих проблемах не понаслышке то пару замечаний.

    1 Короткое фокусное расстояние и фиксированный объектив предпочтительнее, так как угол зрения шире и рекострукция устойчивей численно.

    2 Параллельные снимки как в случае "плоский объект(правильно)" - это тоже вырожденный случай (оптические оси параллельны), необходимо не только смещаться но и менять угол камеры наклоном вверх вниз или немного влево вправо вместе со смещением вдоль стены (избегая параллельности оптических осей снимков ) .

    3 Постараться захватить кроме стены немного пол, так как одна плоскость - это тоже вырожденный случай.(две не совпадающие - уже не вырожденный)

    4 с видео есть проблема с компрессией движения. Если можно ее отключить - отключите.

    подробнее про вырожденные случаи здесь (библия практически) слайды :https://users.cecs.anu.edu.au/~hartley/Papers/CVPR99-tutorial/tutorial.pdf

    или книга Multiple View Geometry in Computer Vision


    1. Spaceoddity
      20.03.2022 03:02

      Ну на коротком фокусном геометрия же по углам "плывёт" адово.


      1. Sdima1357
        20.03.2022 10:01
        +1

        Это чинится программой . Главное побольше снимков. Кроме того свой объектив - можно откалибровать на таблице. Получается точность около 1/20 пикселя. Правда немного плывет от температуры.


      1. engine9
        20.03.2022 10:16
        +1

        Некоторые программы имеют калибровку искажений объектива, необходимо сфотографировать шахматный паттерн на мониторе. Можно поступить иначе, откалибровать искажения и получить профиль под конкретный объектив который затем использовать в программе конвертирующей RAW, там же в ней усиливать резкость, давить шумы и т.п.


        1. aarmaageedoon Автор
          20.03.2022 10:35

          Офтоп - нашел среди ваших статей то, зачем я вообще полез в фотограмметрию. Это просто невероятно!


      1. ilkman
        20.03.2022 21:40

        А вы на фиксе не снимайте в граничных значениях диафрагмы, и не поплывёт ничего, и фокус не про мажет. Кстати автор рассказал про грип?


        1. Spaceoddity
          20.03.2022 22:10

          Вы серьёзно сейчас? Причём здесь диафрагма, когда речь про геометрию? Дисторсии - неотъемлемая составляющая широкоугольной оптики.

          Именно поэтому качественные панорамы фигачат серийной съёмкой с телевика.


          1. Dr_Faksov
            21.03.2022 03:18

            Забыли добавит - со штатива.


  1. da-nie
    20.03.2022 11:06
    +1

    1. aarmaageedoon Автор
      20.03.2022 11:12

      Спасибо, добавил ссылку в апдейт.


  1. ilkman
    20.03.2022 21:37

    Автор, а hdr серию с разной экспозицией лучше снимать при серии снимков с различными значениями диафрагмы или выдержки? Ну чтоб серия там 4 кадра к примеру


    1. Spaceoddity
      20.03.2022 22:16

      С различными значениями экспокоррекции (+/- 2Ev). В крайнем случае выдержку меняйте. Диафрагму трогать нельзя - ГРИП будет разная, кадры нормально не наложить.


  1. xshd
    21.03.2022 22:00

    насколько я помню для фотограмметрии нужно :

    - использовать фиксированное фокусное расстояние ( или обьектив с переменным фокусным, но зафиксированным на 1-ом каком-то из фокусных расстояний - скажем 30мм на весь сет) . В фотоскане в сете из 40 фото (35 фото были сделаны на 30 мм и 5 кадров на 24мм) в построенной модели использовались 35 фото, а остальные 5 фото нет - выделял как не подходящие или не оттуда.

    - чем диафрагма закрыта сильнее - тем лучше (понятно что при недостатке света нет возможности зажимать диафрагму и не всегда есть возможность поднять iso).

    - что бы не ждать облачную погоду можно использовать отражатель (подсвечивать тени), либо снимать в тот момент когда обьект находится в тени.